Macam-macam proses Tinjauan Pustaka

Prarancangan Pabrik Biodiesel dari Crude Palm Oil dan Metanol Kapasitas 450.000 TonTahun Pendahuluan Teti Yuliawati Teknik Kimia D 500 050 026

1.3. Tinjauan Pustaka

1.3.1. Macam-macam proses

Pengggunaan minyak nabati secara langsung sebagai bahan bakar diesel menimbulkan berbagai masalah seperti penyumbatan penyaring bahan bakar, penyumbatan injektor, pembentukan endapan karbon di ruang pembakaran, perlengkapan cincin, dan kontaminasi minyak pelumas. Karena itu digunakan beberapa modifikasi untuk mengubah sifat dari minyak nabati tersebut, terutama untuk menurunkan viskositasnya. Sifat minyak nabati itu dapat diubah menggunakan beberapa cara di antaranya: 1. Pirolisis Pada proses pirolisis minyak nabati mengalami dekomposisi termal dengan kehadiran udaranitrogen jika tidak diinginkan kehadiran oksigen. Dekomposisi termal minyak nabati ini menghasilkan berbagai jenis senyawa termasuk alkana, alkena, alkadiena, aromatil, dan asam karboksilat. Komposisi hasil dekomposisi sangat bervariasi tergantung dari minyak nabati yang digunakan. Fraksi-fraksi cair dari minyak nabati yang terdekomposisi termal cukup mendekati karakter minyak diesel. Minyak nabati terpirolisis mengandung jumlah sulfur, air dan endapan dalam jumlah yang dapat diterima, demikian juga dengan korosi tembaganya, namun terdapat juga abu dan residu karbon dalam jumlah yang tidak diterima. Penggunaan minyak nabati terpirolisis pada mesin dibatasi untuk pemakaian jangka pendek. 2. Mikroemulsifikasi Adalah disperse dari minyak, air, sulfaction dan terkandung suatu molekul ampilik yang digunakan konsurfaction. Hasil disperse ini adalah suatu tetesan droplet yang isotropic, jernih dan stabil secara termodinamika. Suatu mikroemulsi dapat dibuat dari minyak nabati dengan ester dan dispersan kosolven, atau dari suatu minyak nabati, suatu alkohol dan suatu sulfaction , dengan atau tanpa minyak diesel. Prarancangan Pabrik Biodiesel dari Crude Palm Oil dan Metanol Kapasitas 450.000 TonTahun Pendahuluan Teti Yuliawati Teknik Kimia D 500 050 026 Namun alkohol memiliki kalor penguapan yang tinggi dan karenanya dapat menurunkan suatu ruang pembakaran dan memudahkan terjadinya penyumbatan. Suatu mikroemulsi dan metanol dengan minyak nabati memiliki kelakuan yang mirip dengan minyak diesel. 3. Pengenceran Minyak nabati diencerkan dengan bahan tertentu, seperti minyak diesel, suatu pelarut atau etanol. Penelitian yang telah memperlihatkan adanya efek yang tidak diinginkan pada pemakaian jangka panjang seperti penyumbatan injector , pengentalan pelumas dan penumpukan karbon pada katup pemanas. 4. Transesterifikasialkoholisis Pada proses ini biodisel diproduksi melalui reaksi transesterifikasi antara trigliserida dari minyak sawit dan metanol menggunakan katalisator logam., asam, atau basa. Namun, katalisator yang paling baik adalah NaOH. Reaksi ini akan menghasilkan gliserol sebagai hasil samping. Darnoko dan Cheryan, 2000 Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut. O R1 C OCH 2 HOCH 2 O O R 2 C OCH + 3CH 3 OH HOCH + 3R C OCH 3 O R 3 C OCH 2 HOCH 2 Trigliserida Metanol Gliserol Metil ester Produk yang dihasilkan selanjutnya dipisahkan menggunakan dekanter. Biodisel yang terbentuk selanjutnya dicuci dengan air untuk menghilangkan sisa katalis dan metanol. Proses transesterifikasi dapat NaOH Prarancangan Pabrik Biodiesel dari Crude Palm Oil dan Metanol Kapasitas 450.000 TonTahun Pendahuluan Teti Yuliawati Teknik Kimia D 500 050 026 dilakukan secara batch atau kontinyu pada tekanan 1 atm dan suhu 50°C-70°C. Darnoko, 2000 Faktor utama yang mempengaruhi rendemen ester yang dihasilkan pada reaksi transesterifikasi adalah: 1. Rasio molar antara trigliserida dan alkohol. Agar reaksi dapat bergeser ke arah produk, alkohol yang ditambahkan harus berlebih dari kebutuhan stoikiometrinya. Penelitian menyatakan dalam penerapan praktis, perbandingan yang digunakan adalah antara 3,3 sampai 5,25 : 1. Contoh lain menyatakan bahwa perbandingan yang digunakan adalah 4,8 : 1, dengan perolehan metil ester yang dihasilkan 97 - 98,5 . Dalam industri biasanya digunakan perbandingan 6 : 1 dan diperoleh konversi lebih besar dari 98. Peningkatan alkohol terhadap trigliserida akan meningkatkan konversi, tetapi menyulitkan pemisahan gliserol. 2. Jenis katalis yang digunakan. Penggunaan katalisator berguna untuk menurunkan tenaga aktifasi sehingga reaksi berjalan dengan mudah bila tenaga aktifasi kecil maka harga konstanta kecepatan reaksi bertambah besar. Ada tiga golongan katalis yang dapat digunakan yaitu asam, basa, dan enzim. Sebagian besar proses transesterifikasi komersial dijalankan dengan katalis basa, karena reaksinya berlangsung sangat cepat yaitu empat ribu kali lebih cepat dibanding dengan katalis asam. 3. Suhu reaksi Transesterifiaksi dapat dilakukan pada berbagai suhu, tergantung dari jenis trigliserida yang digunakan. Jika suhu semakin tinggi, laju reaksi akan semakin cepat. Konversi akhir trigliserida hanya Prarancangan Pabrik Biodiesel dari Crude Palm Oil dan Metanol Kapasitas 450.000 TonTahun Pendahuluan Teti Yuliawati Teknik Kimia D 500 050 026 sedikit dipengaruhi oleh suhu reaksi. Suhu reaksi yang telah digunakan dalam berbagai penelitian adalah antara 20 – 80°C. 4. Kandungan air dan asam lemak bebas. Terdapatnya air dalam trigliserida menyebabkan terjadinya reaksi saponifikasi, yang dapat menurunkan tingkat efisiensi katalis. Jika kandungan asam lemak bebasnya tinggi maka akan dibutuhkan banyak basa katalis, yaitu NaOH . 5. Kemurnian reaktan. Pada kondisi reaktan yang sama, konversi untuk reaksi dengan bahan baku minyak nabati mentah berkisar antara 67 – 84 . Hal ini disebabkan oleh tingginya kandungan asam lemak bebas di minyak nabati mentah, namun masalah ini dapat diselesaikan dengan menggunakan temperatur dan tekanan reaksi yang tinggi. 6. Kecepatan Pengadukan Setiap reaksi dipengaruhi oleh tumbukan antar molekul yang larut dalam reaksi dengan memperbesar kecepatan pengadukan maka jumlah tumbukan antar molekul zat pereaksi akan semakin besar, sehingga kecepatan reaksi akan bertambah besar. Pada proses transesterifikasi, selain menghasilkan biodiesel, hasil sampingannya adalah gliserin gliserol. Gliserin dapat dimanfaatkan dalam pembuatan sabun. Bahan baku sabun ini berperan sebagai pelembab moisturising . 5. Esterifikasi Pembuatan biodisel dengan reaksi esterifikasi antara asam lemak dan metanol dapat dilakukan pada suhu 200°C-250°C di bawah tekanan atmosferik. Untuk memperoleh yield yang tinggi, metanol harus berlebihan dan air yang dihasilkan selama reaksi harus dibuang secara kontinyu. Proses ini dapat pula berlangsung secara batch atau Prarancangan Pabrik Biodiesel dari Crude Palm Oil dan Metanol Kapasitas 450.000 TonTahun Pendahuluan Teti Yuliawati Teknik Kimia D 500 050 026 kontinyu. Proses secara kontinyu dilakukan dalam kolom reaksi counter current menggunakan superheated metanol. Proses ini membutuhkan waktu reaksi yang lebih lama daripada proses transesterifikasi. Reaksi yang terjadi : Katalisator asam RCOOH + CH 3 OH RCOOCH 3 + H 2 O Asam lemak Metanol Biodisel Air Dengan : R = - CH 2 14 – CH 3

1.3.2. Kegunaan produk